Face aux incendies, que peut nous apprendre la recherche?

Les incendies de forêt sont-ils devenus la norme avec le dérèglement climatique ?

Sylvain Delzon, directeur de recherche à Inrae au sein de l’unité Biodiversité, Gènes et Communautés (BIOGECO – Inrae, université de Bordeaux).

« Nous avons vécu un été exceptionnel en raison du manque de précipitations entre les mois d’avril et d’août, cumulé à des vagues de chaleur à répétition, qui ont accentué l’évapotranspiration des écosystèmes forestiers et agricoles, conduisant à une sécheresse historique sur l’ensemble du territoire métropolitain.

Les conséquences sont actuellement majeures, à commencer par les baisses de rendement des cultures de printemps (50%) et, bien sûr, par les incendies sans commune mesure que nous avons subis dans notre région.

Cet aléa climatique était prévisible, et l’on peut d’ores et déjà affirmer que le risque de grandes sécheresses accompagnées d’incendies ne fera qu’augmenter au cours des prochaines décennies. Même si l’humanité cessait aujourd’hui d’émettre du CO₂ d’origine fossile dans l’atmosphère (ce qui n’est malheureusement pas la tendance observée à l’échelle mondiale), le risque resterait plus élevé en 2035 en raison de l’inertie du système climatique.

Par ailleurs, nous sommes également sous l’influence du phénomène El Niño, dont les effets peuvent s’étendre sur deux années et être plus marqués au cours de la deuxième année. Des simulations commencent d’ailleurs à montrer que l’année 2027 pourrait battre de nouveaux records de température.

Nous recommandons donc :

1. Aux agriculteurs, de réduire, pour l’année à venir, la part des cultures de printemps dans leur assolement et de privilégier les cultures d’hiver, contrairement à la tendance actuelle à la réduction des surfaces en blé, directement liée à la hausse du coût des intrants, notamment des carburants et des engrais.
2. Aux sylviculteurs et aux gestionnaires forestiers, d’anticiper la nécessité d’un débroussaillement drastique avant la fin du printemps 2027. »

Que respirons-nous lors des épisodes de fumées, même loin des flammes ?

Éric Villenave, professeur de chimie atmosphérique à l’université de Bordeaux et chercheur au sein du laboratoire Environnements et paléoenvironnements océaniques et continentaux (EPOC - CNRS, Bordeaux INP, EPHE, université de Bordeaux).

« Essentiellement du dioxyde de carbone, du monoxyde de carbone, des composés organiques aromatiques (toluène, etc.) et oxygénés (alcools et aldéhydes), des oxydes d'azote (NO et NO₂) pour la partie gazeuse, et des particules de suie de différentes tailles (grossières comme les cendres, fines et ultrafines pour les plus petites), composées de carbones élémentaire et organique, mais aussi d'hydrocarbures aromatiques polycycliques, de composés carbonylés et nitrés, et d’autres produits oxygénés. C’est évidemment la concentration de l’ensemble de ces espèces qui va définir leurs impacts sanitaires sur la population, mais aussi sur le changement climatique.

Au bout de combien de temps après la fin des feux peut-on espérer respirer à nouveau un air plus « pur » ?

La pluie est un des vecteurs principaux du lessivage atmosphérique, même si le dépôt sec des composés présents dans l’air joue aussi un rôle. Après que les feux sont éteints, les précipitations déposent tout ce qui est en suspension dans l’air vers les sols puis par ruissellement vers le milieu aquatique. On retrouve une atmosphère la plus pure possible jusqu’à une heure ou deux après la pluie, le temps que les émissions atmosphériques deviennent à nouveau concentrées. Selon la force et la direction du vent, le type de sols et la nature des polluants et de leurs interactions physico-chimiques, la remise en suspension de tout ce qui a été déposé peut à nouveau se retrouver dans l’atmosphère, à plus ou moins longue distance. C’est pourquoi on retrouve parfois certains composés chimiques dans l’environnement, alors qu’ils sont loin de leurs sources. Il y a aussi le cas particulier des feux souterrains (comme à Landiras en 2022), dont l’activité se situe sous la surface du sol (tourbières, litières spécifiques, etc.) et qui, par combustion lente, peuvent alimenter des émissions de polluants dans l’atmosphère, malgré le faible apport en oxygène. »

Peut-on prévoir la propagation des incendies grâce à la modélisation ?

Jean Lachaud, professeur à l’université de Bordeaux, responsable du groupe Milieux Poreux à l’Institut de Mécanique et d’Ingénierie (I2M – CNRS, Ensam,  Bordeaux INP, Inrae, université de Bordeaux).

« Oui, même si cette prévision reste difficile car un incendie fait intervenir de nombreux phénomènes physiques fortement couplés. La chaleur dégagée par les flammes chauffe la végétation située en avant du feu et provoque sa pyrolyse : sous l’effet de la température, certaines liaisons des longues chaînes moléculaires qui constituent la biomasse se rompent. Ces chaînes se fragmentent alors en molécules plus petites, qui s’échappent sous forme de gaz combustibles. En présence d’oxygène, ces gaz brûlent et produisent à leur tour de la chaleur, qui pyrolyse la végétation située plus loin : le feu progresse ainsi. À ce mécanisme s’ajoutent le vent, les turbulences et le transport de particules incandescentes, capables de créer de nouveaux foyers à distance.

Comme pour la météo, une prévision s’accompagne toujours d’une part d’incertitude. Il s’agit donc de simuler différents scénarios à partir des informations disponibles. Les modèles numériques prennent notamment en compte la végétation, le relief, le vent, la température ou encore l’humidité. Ils permettent ainsi d’évaluer les trajectoires et les vitesses de propagation les plus probables et commencent à être utilisés comme outils d’aide à la décision.

Les modèles restent toutefois perfectibles et la communauté scientifique travaille à mieux décrire ces mécanismes. À l’Institut de Mécanique et d’Ingénierie de Bordeaux (I2M), le projet PYROMECA, financé par l’Agence nationale de la recherche (ANR), étudie la pyrolyse du pin maritime à l’échelle d’un élément de végétation, afin d’en comprendre finement les mécanismes et de déterminer les molécules gazeuses produites.

À plus grande échelle, les incendies de Gironde et des Landes ont également montré l’importance des « feux zombies », capables de progresser sous terre dans des sols riches en matière organique après la disparition des flammes. Le projet GRIFON, financé par la Région Nouvelle-Aquitaine dans le cadre du Projet scientifique de grande ambition régionale (PSGAR) dédié à la réduction des risques auxquels est exposée la forêt, consacre notamment un axe à ces phénomènes. Nous cherchons à comprendre et modéliser ces combustions souterraines pour prévoir leur propagation et leurs résurgences, mais aussi pour développer des méthodes d’extinction pragmatiques et durables.

La modélisation progresse ainsi de la compréhension physique vers la prévision et l’aide à l’action, avec un enjeu concret : contribuer à déterminer où, quand et comment intervenir. »

Une forêt brûlée est-elle forcément une forêt perdue ?

Annabel Porté, directrice de recherche à Inrae, au laboratoire Biodiversité, Gènes et Communautés (BIOGECO - Inrae, université de Bordeaux)

« Si on se place d’un point de vue écologique, une forêt brûlée ne sera pas perdue sur le long terme, car la dynamique (naturelle ou par plantation) reprend. D’un point de vue social et économique, elle sera considérée perdue par les habitants (animaux et humains) vivant aux alentours, car la reconstitution peut demander un temps plus long que le temps d’une vie humaine. Enfin, une forêt brûlée sera une forêt perdue dans certaines circonstances liées à la particularité de la forêt et de son environnement.

Écologiquement, les pertes végétales, animales et d’écosystème sont considérables après un feu de grande ampleur, puis la dynamique va reprendre, les plantes pousser - certaines mêmes favorisées par le passage du feu (ex. les cistes, les pins d’Alep), la plupart des animaux revenir. Mais l’écosystème et son fonctionnement seront changés pour des dizaines d’années ou plus : des arbres plus jeunes et plus petits et donc un peuplement bas, avec une canopée ouverte ; il faudra alors du temps avant que ne se reforme un habitat typique des milieux forestiers et un écosystème fonctionnel, au niveau précédent. Le même type de forêt peut se reconstituer après un feu, mais les espèces et la structure peuvent aussi changer : on perd alors la forêt telle qu’on la connaît, sans que la forêt elle-même soit perdue.

Pourtant, dans certaines circonstances, le forêt brûlée risque d’être définitivement perdue : actuellement, les incendies liés à la guerre dans l’Est de l’Ukraine, au-delà de la destruction immédiate, mettent en danger l’écosystème forestier lui-même. Une variété de pin unique (Pinus sylvestris var. cretacea) capable de pousser sur des sols rocheux calcaires est sur le point de disparaître et de condamner la régénération d’une forêt sur ces sols difficiles, où peu d’espèces d’arbres sont capables de s’installer, de favoriser le développement d’un sol et d’une forêt. En France, si la fréquence et l’intensité des feux augmentent, comme cela est prévu, les arbres n’ont pas toujours le temps de se reproduire, et la forêt pourrait alors disparaître pour laisser la place à des milieux herbacés et arbustifs. »

À quoi ressemblera la forêt de demain ?  

Christophe Plomion, directeur de recherche à Inrae rattaché à l’unité Biodiversité, Gènes et Communautés (BIOGECO - Inrae, université de Bordeaux).

« Parmi toutes les incertitudes qui pèsent aujourd’hui sur les forêts, c’est peut-être la seule question à laquelle je peux répondre avec une certaine certitude : « Elle ne ressemblera pas à celle d’aujourd’hui ! » Pourquoi ? Parce que les changements sont déjà à l’œuvre et que les statistiques de l’Inventaire forestier national sont particulièrement éloquentes.

En dix ans, la mortalité des arbres a augmenté de 125 %, pour atteindre près de 17 millions de m³ de bois mort chaque année en France métropolitaine ; dans le même temps, la croissance des arbres a ralenti et la capacité des forêts françaises à séquestrer du carbone a fortement diminué, passant d’environ 63 (période 2005-2013) à 39 (2014-2022) millions de tonnes de CO₂ par an. Dans certains massifs, mortalité et prélèvements dépassent désormais la production biologique. Et les dernières données publiées par l’IGN confirment cette tendance : la vitesse d’augmentation du stock de carbone forestier a été divisée par deux en dix ans. Tous les signaux vont donc dans le même sens : les forêts métropolitaines  sont sous forte tension et même s’il est trop tôt pour parler de point de basculement global, dans certains territoires, la question de savoir si les capacités de résilience des forêts peuvent être dépassées est désormais clairement posée.

Sur la base de ce constat, il serait illusoire de penser que les forêts que nous connaissons aujourd’hui pourront simplement « s’adapter » à un monde à +3 °C, voire +4 °C. Car +3 ou +4 °C ne correspond pas simplement à un déplacement de la température moyenne auquel les arbres auraient à s’ajuster progressivement. Derrière cette hausse des températures - dont seule une atténuation très forte et rapide pourrait encore limiter l’ampleur - se cachent surtout des événements extrêmes et des combinaisons d’aléas qui vont déterminer les trajectoires écologiques des forêts.

Ce sera, par exemple, des canicules plus “FLIPI” - je reprends ici l’acronyme FLIP du climatologue du CNRS Christophe Cassou, auquel j’ajoute une lettre le I  : plus Fréquentes, plus Longues, plus Intenses, plus Précoces et, surtout, en Interaction avec d’autres aléas : sécheresses, incendies, tempêtes, bioagresseurs…

Oui, c’est “flippant”. Mais l’enjeu n’est pas de faire peur. Il est de prendre la mesure de ce que ces trajectoires impliquent : nous ne pouvons plus raisonner comme si la forêt de demain était simplement la forêt d’aujourd’hui sous un climat un peu plus chaud. Dès lors, la question n’est peut-être plus seulement : “À quoi ressemblera la forêt de demain ?”, mais : “Comment nous donner aujourd’hui les moyens de comprendre ses transformations inévitables et d’accompagner ses trajectoires dans un avenir profondément incertain ?”

Et puisque je n’ai pas consulté Madame Irma et que je ne sais donc pas précisément à quoi ressemblera cette forêt de demain, il nous faut apprendre à agir dans l’incertitude. Cela signifie mieux comprendre les vulnérabilités face aux extrêmes et aux combinaisons d’aléas, mais aussi explorer et diversifier les options de gestion et d’aménagement pour élargir nos marges de manœuvre et renforcer les capacités d’adaptation des forêts.

Notre réponse à l’incertitude doit donc être d’organiser notre capacité à apprendre. Et pour cela, nous avons besoin d’expérimentations de long terme, mais non figées : des expérimentations multiples, diversifiées, connectées dans le temps et dans l’espace, de la parcelle au territoire, que nous puissions faire évoluer à mesure que le climat change et que nos connaissances progressent. 

C’est dans ce sens que nous appelons aujourd’hui - avec de nombreux collègues chercheur.e.s - à un choc expérimental : expérimenter davantage et autrement, pour apprendre en continu et ajuster nos choix dans un environnement changeant.

Pour conclure, je ne peux pas prédire précisément la forêt de demain ; en revanche, je sais qu’elle sera différente et nous pouvons nous donner aujourd’hui les moyens d’apprendre à mesure qu’elle va se transformer. »